Kas te kujutate ette? „Kosmosematerjal“, mida kunagi kasutati raketikorpustes ja tuuleturbiinide labades, kirjutab nüüd ümber hoonete armeerimise ajalugu – see on...süsinikkiust võrk.
- Lennundusgeneetika 1960. aastatel:
Süsinikkiust filamentide tööstuslik tootmine võimaldas seda materjali, mis on üheksa korda tugevam kui teras, kuid kolmveerandi võrra kergem, esmakordselt inimkonnale tutvustada. Algselt reserveeritud „eliitsektoritele“, nagu lennundus ja tipptasemel spordivarustus, kooti see traditsioonilisi tekstiilitehnikaid kasutades, kuid sellel oli potentsiaal maailma pea peale pöörata.
- Pöördepunkt „sõjas terase vastu“:
Tavapärane armatuurvõrk on nagu ehitusmaailma „vana ämblik“: see kaalub sama palju kui elevant (umbes 25 kg armatuurvõrgu ruutmeetri kohta) ning kardab ka soola, vett ja aega – kloriidioonide erosioon põhjustab terasarmatuuri paisumist ja pragunemist.
Tekkiminesüsinikkiust võrkkangasMurrab täielikult ummikseisu: suunatud kudumise ja epoksüvaiguga immutamise abil suurendab see armeerimiskihi paksust 5 cm-lt 1,5 cm-ni, kaal on vaid 1/4 armatuurist, kuid on vastupidav hapetele ja leelistele, mereveele ning meresilla armatuuril pole 20 aasta jooksul korrosiooni märke.
Miks insenerid kiirustavad seda kasutama? Viis olulist eelist avalikustatud
| Eelised | Traditsiooniline terasarmatuur / süsinikkiust riie vs süsinikkiust võrkkangas | Elu analoogia |
| Kerge nagu sulg, tugev nagu teras | 15 mm paksune tugevduskiht talub 3400 MPa tõmbejõudu (mis on samaväärne ühe söögipulgaga, mis mahutab 3 elevanti), 75% kergem kui armatuur. | Meeldib hoones kanda "kuulikindlat alussärki", aga see ei suurenda kaalu |
| Ehitus nagu seina värvimine Nii lihtne kui | Keevitamise, sidumise ja otsepihustatava polümeermördi puudumine – kooli tugevdamise projekt Pekingis, millega lühendatakse ehitusperioodi 40% võrra. | Säästa rohkem kui plaatimine, saavad tavalised inimesed õppida |
| Tulekindluse ehitamine üle ootuste | 400 ℃ kõrge temperatuuri tugevus jääb samaks, kaubanduskeskuse tugevdus läbib tulekindlust, samas kui traditsiooniline epoksüvaiguliim pehmeneb 200 ℃ juures. | Samaväärne hoones „tulekaitseülikonna“ kandmisega. |
| Sada aastat pole paha "säilitusaine" | Süsinikkiud on inertne materjal, mida on keemiatehases tugevalt happelises keskkonnas 15 aastat kahjustusteta kasutatud, samas kui armatuur on juba ammu räbuks roostetanud. | on vastupidavam ka tootmisele kui roostevaba teras "ehitusvaktsiinile" |
| Kahepoolne antiseismiline "võitluskunstide meister" | piki- ja põikisuunas võib olla tõmbetugevus, pärast maavärinat tugevdati sellega koolihoonet ja seejärel kohtas see 6. taseme järeltõuget ilma uute pragudeta | nagu hoone, mis on varustatud "lööke neelavate vedrudega" |
rõhuasetus:Ehitus peab vastama polümeermördile! Naabruskonnas on ekslikult kasutatud tavalist mörti, mille tagajärjel on tugevduskiht trummeldatud ja maha kukkunud – just nagu klaasi liimimine liimiga, on ka siin vale liim töö raiskamine.
Keelatud linnast Mereülese sillani: see muudab vaikselt maailma
- Kultuuripärandi ja iidsete hoonete „nähtamatu side”:
Sajandivanune Beyer Bau hoone Dresdeni Tehnikaülikoolis Saksamaal vajas suurenenud koormuste tõttu hädasti tugevdamist, kuid pidi järgima muinsuskaitsealaseid piiranguid. Insenerid kleepisid tala alumisse ossa 6 mm paksuse süsinikkiust võrgu ja õhukese mördikihiga kihi läbipaistvat plaastrit, et mitte ainult ei suurendaks kandevõimet 50%, vaid ka ei muudaks hoone algset välimust vähimalgi määral. Isegi muinsuskaitseameti eksperdid on kiitnud: „Tahaksin vanale hoonele teha armideta uuenduskuuri.“
- Liikluskorralduse „superpaik”:
Floridas, Ameerika Ühendriikides, ehitati 2003. aastal süsinikkiust võrgust tugevdatud meresilla sambad, mille tugevus "nõrgast" asendist tõusis 420% ja nüüd, 20 aastat hiljem, on orkaanid endiselt sama stabiilsed kui rannikul asuv mägi. Hongkongi-Zhuhai-Macao silla saaretunneli projektis kasutati seda vaikselt ka konstruktsiooni tugevdamiseks, et kaitsta seda merevee erosiooni eest.
- Vanade ja lagunenud väikeste „vanust tagasipöörav võlurelv”:
Pekingi 80ndate linnaosas olid põrandaplaadid tugevalt pragunenud ja algne plaan oli need lammutada ja uuesti ehitada. Hiljem süsinikkiust võrgu ja polümeermördiga tugevdamise abil oli ruutmeetri hind vaid 200 jüaani, samas kui rekonstrueerimisel säästeti 80% ja nüüd ütlevad elanikud: "Tunnen end maja 30 aastat nooremana!"
Tulevik on käes: enesetervendamine ja "nutikate materjalide" jälgimine on teel
- Betoonist „enesetervendav arst“:
Teadlased arendavad süsinikkiust võrku, mis „paraneb ise“ – kui konstruktsioonis tekivad mikropraod, saab võrku kasutada tugevdusena. – Kui konstruktsioonis tekivad mikropraod, purunevad materjali kapslid, vabastades parandusained, mis täidavad praod automaatselt. Ühendkuningriigi laboris tehtud katsed on näidanud, et materjal võib pikendada betooni eluiga kuni 200 aasta võrra.
- Hoonete tervisekäevõru:
manustab kiudoptilisi andureidsüsinikkiust võrk, nagu hoonete „nutikell“: Shanghais asuv maamärk kasutab seda vajumiste ja pragude reaalajas jälgimiseks ning andmed edastatakse otse juhtkonna tagaossa, mis on 100 korda tõhusam kui traditsiooniline käsitsi kontroll. See on 100 korda tõhusam kui traditsiooniline käsitsi kontroll.
Kohusetundlik nõustamine inseneridele ja omanikele
1. Õige materjali valimisel saavutate poole väiksema vaevaga kahekordse tulemuse:ära tunda tooteid, mille tõmbetugevus on ≥ 3400 MPa ja elastsusmoodul ≥ 230 GPa, ning võite küsida tootjatelt katseprotokolle.
2. Ära ole ehituses laisk:Aluspind tuleb puhtaks poleerida ja polümeermört tuleb segada vastavalt proportsioonidele.
3. Vanade hoonete renoveerimise prioriteet:Võrreldes lammutamise ja rekonstrueerimisega võib süsinikkiust võrgust tugevdamine säilitada hoone algse välimuse, aga ka säästa üle 60% kuludest.
Kokkuvõte
Kui lennundusmaterjalid ehitusvaldkonnas "maa peale" jõudsid, avastasime ootamatult: algse tugevdusega ei pea suuri pingutusi tegema, ka algset vana hoonet saab "vastupidiselt kasvatada".Süsinikkiust võrkkangason nagu ehitustööstuses superkangelane – kergete, tugevate ja vastupidavate omadustega, nii et igal vanal hoonel on võimalus oma elu uuendada – ja see võib olla alles materiaalse revolutsiooni algus.
Postituse aeg: 26. juuni 2025
